Self-X Material Flow Demonstrator

Testbett für Forschung im Bereich Intralogistik und Verbesserung der Austauschbarkeit von Modulen

Kurzbeschreibung

Für die Umsetzung und Evaluierung von Steuerungskonzepten für die Intralogistik, besitzt der Lehrstuhl AIS den Self-X Material Flow Demonstrator. Die Förderhardware der Anlage besteht aus zwei ca. 10,8 m langen Rollenbahnen und einem Aus- und Einschleusebogen, an dem die Fördergüter, befüllt, entleert oder in sonstiger Art und Weise manipuliert werden können. Zum Quertransport des Förderguts sind an den Enden der beiden Längsreihen und im Übergang zum Bogen Eckumsetzer in Form von 3-Spur-Rundriemenförderern in die Hauptrollenbahnen integriert.

Die Reihen sind in einzeln ansteuerbare Segmente unterteilt und werden pneumatisch (Längsreihen) oder elektrisch (Bogen) betätigt, sodass sich jeder Rollenförderer einzeln antreiben lässt. Zusätzlich sind zwei pneumatisch betätigbare Stopper zum Aufstauen oder Verzögern des Förderguts verbaut. Auf Feldebene wird mittels PROFINET-Verbindung kommuniziert, über die auch wahlweise ein Bar- oder QR-Code-Scanner angeschlossen ist, mithilfe dessen die auf das Fördergut gedruckten Codes ausgewertet werden um bspw. über das Ausschleusen zu entscheiden. Zur Steuerung der Anlage stehen eine CODESYS SoftSPS sowie eine Siemens S7-300, S7-1500 und eine Nanobox PC SIMATIC IPC227 zur Verfügung.

Forschungsziele

Intralogistische Automatisierungssysteme werden i.d.R. möglichst aus maschinenbaulich vorentwickelten und gleichen Komponenten wie bspw. einem Typ von Rollenförderern zusammengesetzt, um Entwicklungsaufwände zu reduzieren und eine durchgängige Hardwarebasis zu erzeugen.

Die Anlage dient unter anderem dem Forschungsziel, in Zukunft die dadurch entstehende Modularität der Hardwarearchitektur in die Software zu reflektieren, sodass diese komponentenweise zusammengesetzt und generiert werden kann (vgl. Forschungsprojekt aComA). Die Möglichkeit zur segmentweisen Ansteuerung der Fördersegmente gestattet bspw. eine „fördergutorientierte“ Programmierung, d.h. die Ansteuerung nur derjenigen Segmente, auf denen sich Fördergut befindet, wobei einzelne Segmente in sog. Logistikmodulen gruppiert und bspw. zu T- oder U-Einheiten subsumiert werden können.

Zusätzlich sollen für die Einhaltung der modularen Softwarestruktur, Versionssprünge von Modulen, welche eine Änderung der Struktur und/oder Verhalten bezogen auf die ältere Version beinhalten, keinen Anpassungsaufwand der entsprechenden Nachbarmodule, erforderlich machen. Stattdessen soll eine Abwärtskompatibilität aufbauend auf einer Analyse der Änderungen zwischen dem älteren und neueren Versionsstand sowie der Schnittstellen der Nachbarmodule erfolgen. Die anschließende Codesynthese passt daraufhin die Schnittstellen des Moduls spezifisch für die entsprechenden Nachbarmodule an. Zur Reduzierung des Aufwands während dem Engineering soll die Analyse der Änderungen sowie die Anpassung der Schnittstellen nach der Codesynthese automatisiert erfolgen (vgl. Forschungsprojekt aComA).

Mit der Verwendung des Demonstrators als Testbett für diese Forschungsvorhaben trägt der Lehrstuhl für Automatisierung und Informationssysteme zur künftigen Effizienzsteigerung bei der Entwicklung von Intralogistiksystemen in der industriellen Praxis bei und kann an einem realen industriellen Demonstrator die Anwendbarkeit der entwickelten Ansätze und Methoden verifizieren.